收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多相催化制备生物柴油的催化剂及反应过程研究

刘学军  
【摘要】: 生物柴油(脂肪酸甲酯,FAME)具有广阔的应用前景,利用固体碱催化酯交换反应制备生物柴油,具有催化剂可重复使用、环境友好等优点。本研究针对负载型固体碱催化剂活性组分易流失、使用寿命短的缺点,制备了高效、稳定的固体碱催化剂;针对生物柴油制备体系热力学数据缺乏的问题,测定了大豆油-醇-生物柴油-甘油体系的相图和平衡特性,在此基础上基于双膜理论,建立了固体碱制备生物柴油的动力学模型;同时针对酸价较高的麻疯果油,提出了先用甲醇或乙醇多级萃取降低酸价,再用固体碱催化制备的新工艺。 具体研究内容和结果如下:制备了以碱土金属氧化物CaO、SrO和醇盐Ca(OCH3)2、Ca(OCH2CH3)2为主的固体碱催化剂,表征了它们的比表面积、热失重、粒径分布等理化性质,并将其用于催化大豆油制备生物柴油。在65℃、12:1的醇油摩尔比下反应3小时后,生物柴油产率达到95%。催化剂可循环使用10-20次以上。相比之下,Ca(OCH3)2催化性能更稳定,最高能达到98%的生物柴油产率。 测定了生物柴油制备过程中的SBO-FAME-Methanol、SBO-FAEE-Ethanol、Glycerol-FAEE-Ethanol三组分相平衡数据,表明固体碱催化过程分为液-液-固和液-固两个反应阶段,在醇油摩尔比为12:1、65℃的初始反应条件下,转化率达到55%时,为第一阶段向第二阶段的转折点;基于双膜理论建立了固体碱催化制备生物柴油的非均相液-液-固反应模型,表明两个反应阶段分别为传质、反应共同控制和反应控制,模型计算值与实验值吻合较好。 采用甲醇和乙醇对麻疯果油进行了多级萃取脱酸,在25℃下用2:1的乙醇油体积比,错流萃取四次后,酸价从9.4 mgKOH/g下降到0.31 mgKOH/g。萃残液利用甲醇钙固体碱催化制备生物柴油,转化率从脱酸前的89.7%上升到95%,并据此提出了利用麻疯果油制备生物柴油的制备工艺。 对多相流搅拌反应器进行了初步的CFD模拟,得到了反应器内流体流动和传质性能的分布,为该类反应器的工程放大和优化操作提供了有用信息。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 惠泉;曹雪莲;;生物柴油合成催化剂的研究进展[J];化学工业与工程技术;2007年06期
2 段柳;卢定强;陈建辉;吴雅霜;凌岫泉;;固体碱催化制备生物柴油的气相色谱分析法[J];粮油加工;2008年02期
3 郭俊宝;彭庆涛;杨光;徐广辉;;固体碱催化剂在麻疯树油合成生物柴油中的应用[J];可再生能源;2008年02期
4 陈鸿庆;余皓;彭峰;黄传容;;制备生物柴油酯交换催化剂的研究进展[J];广州化工;2006年04期
5 卢定强;段柳;陈建辉;吴雅霜;凌岫泉;;响应曲面法优化固体碱催化制备生物柴油的工艺[J];可再生能源;2008年04期
6 张洪浩;张新海;张立科;孙丽;;Na~+/MgO固体碱催化制备生物柴油[J];浙江化工;2009年08期
7 邓欣;方真;张帆;;纳米固体碱催化酯交换反应动力学[J];天然产物研究与开发;2011年01期
8 陈杰博;苏金为;祁建民;王湘平;余万龙;;纳米Cs_2O/γ-Al_2O_3固体碱催化红麻籽油制备生物柴油[J];福建农林大学学报(自然科学版);2010年05期
9 汤颖;汪济;张群正;孟梅;;氧化钙催化菜籽油酯交换制备生物柴油[J];安徽农业科学;2009年23期
10 陈杰博;苏金为;祁建民;陈新香;陈亮;;纳米固体碱CaO-ZrO_2催化红麻籽油制备生物柴油[J];应用化学;2011年03期
11 孟鑫,辛忠;KF/CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油[J];石油化工;2005年03期
12 姚建;李为民;杨洪丽;;固体碱法制备生物柴油组分生成动力学[J];安徽农业科学;2008年05期
13 朱华平;吴宗斌;陈元雄;张萍;段世杰;刘晓华;毛宗强;;固体超强碱氧化钙催化制备生物柴油及其精制工艺[J];催化学报;2006年05期
14 刘祥华;刘灿明;吴苏喜;;固体酸碱催化餐饮废油脂制备生物柴油[J];食品与机械;2009年03期
15 李为民,郑晓林,徐春明,徐鸽,邬国英;固体碱法制备生物柴油及其性能[J];化工学报;2005年04期
16 鲁希诺;刘玉军;;一步法生物柴油生产技术的应用[J];汽车工艺与材料;2007年07期
17 陈元雄;毛宗强;吴宗斌;朱华平;汤志勇;;麻疯果油料的综合开发利用[J];中国油脂;2006年03期
18 林璟;方利国;;麻疯果油制备生物柴油及其经济效益[J];化工进展;2008年12期
19 栾建美;郭善辉;蒋蕴珍;;低酸一步法催化麻疯果油制备生物柴油[J];粮油食品科技;2009年01期
20 ;西欧甘油产量猛增[J];国内外香化信息;1996年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张彬彬;杨乐夫;郭凛凛;张国玉;林静;方维平;蔡俊修;;前体结构对氧化钙生物柴油酯交换反应催化活性的影响[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
2 邓欣;方真;张帆;曾虹燕;廖凯波;邹大鹏;;纳米镁铝水滑石的制备及应用与生物柴油转化[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
3 邓欣;方真;张帆;曾虹燕;廖凯波;邹大鹏;;纳米镁铝水滑石的制备及应用与生物柴油转化[A];第十二届中国科协年会——非粮生物质能源与高技术产业化研讨会论文集[C];2010年
4 景晓军;李孟良;;掺烧不同比例生物柴油的发动机性能研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
5 孙玉秋;陈波水;方建华;王九;;烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物对生物柴油低温流动性的影响[A];中国石化协会、润滑脂专业委员会一届二次全体成员大会暨全国第十五届润滑脂技术交流会论文集[C];2009年
6 胡志远;孙晓清;谭丕强;楼狄明;;共轨柴油机燃用麻疯树制生物柴油的性能及排放特性[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
7 李率;蔺建民;张永光;;石化行业标准生物柴油氧化安定性测定方法的制定[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第13届年会论文集[C];2008年
8 张雅洁;刘双喜;景晓军;高俊华;;柴油机燃用不同比例棉籽生物柴油的试验研究[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
9 余磊;马淑芬;;生物柴油对润滑油使用性能的影响及其评价方法[A];中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集[C];2010年
10 吴江;陈波水;方建华;王九;;生物柴油的润滑性及机理研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘学军;多相催化制备生物柴油的催化剂及反应过程研究[D];清华大学;2008年
2 万涛;制备生物柴油的非均相碱催化剂研究[D];武汉大学;2010年
3 梁学正;生物柴油的绿色合成[D];华东师范大学;2009年
4 吴毅峰;大豆生物柴油在不同环境条件下燃烧与碳烟排放特性的研究[D];华中科技大学;2010年
5 李琴;酶法制备生物柴油新工艺及其高值化技术探索[D];华中科技大学;2010年
6 李法社;小桐子生物柴油的超临界两步法制备及其抗氧化耐低温性的研究[D];昆明理工大学;2011年
7 朱磊;生物柴油发动机燃烧控制与排放特性试验研究[D];上海交通大学;2012年
8 许广举;生物柴油非常规污染物形成机理的理论分析与试验研究[D];江苏大学;2012年
9 郭峰;新型固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D];大连理工大学;2010年
10 文振中;生物柴油制备的反应过程强化方法的研究[D];华东理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王江林;生物柴油制备工艺及智能控制生产装置的设计[D];西南交通大学;2010年
2 黄永茂;固体酸催化酯交换制备生物柴油的研究[D];河北科技大学;2011年
3 薛刚;女贞籽油制备生物柴油的研究[D];西北农林科技大学;2010年
4 李娜林高娃;生物柴油合成新工艺研究[D];内蒙古大学;2010年
5 丁荣;固定化脂肪酶催化光皮树油脂合成生物柴油[D];中南大学;2010年
6 胡智杰;固体碱催化制备生物柴油的研究[D];长安大学;2010年
7 冯兵;光皮树籽生物柴油的酶促合成技术研究[D];湖南农业大学;2010年
8 王红娜;气升式反应器两步法生产生物柴油实验研究[D];郑州大学;2010年
9 李瑞贞;竹废料微波辅助裂解制备生物柴油抗氧化剂的研究[D];南昌大学;2010年
10 王友东;固定化重组脂肪酶催化木本植物油脂制备生物柴油研究[D];南京林业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 孙人杰韩晖;生物柴油研发先驱[N];常州日报;2008年
2 记者 刘颖;泔脚废油能“变”能源[N];解放日报;2005年
3 记者 江山 实习生 李琳;泔脚“再生”可当汽车“饲料”[N];无锡日报;2005年
4 柳志卿;我贫困地区启动生物柴油项目[N];中国化工报;2006年
5 周洁;我省首个生物柴油厂年内有望投产[N];江苏经济报;2006年
6 支维墉;生物柴油发展难破原料“瓶颈”[N];江苏经济报;2007年
7 本报记者 董映璧;生物柴油:清洁的可再生能源[N];科技日报;2006年
8 赵侠;花椒籽油能转化为生物柴油[N];中国绿色时报;2007年
9 晓玲;华中农大已生产约3吨生物柴油[N];粮油市场报;2006年
10 ;浙江:大量民资涌入生物柴油制造行业[N];粮油市场报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978